Aus mindestens einer Vierkanaleinheit bestehende Trägerfrequenzanlage für Gegensprechverkehr Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Trägerfrequenzanlage für Gegensprech verkehr, bestehend aus einer oder mehreren Vierkanaleinheiten.
Trägerfrequenzsysteme für kurze Distan zen auf einem einzelnen Kabel, besonders eines mit zahlreichen parallelen Sprechkreisen, sind bereits bekannt. Solche Systeme arbeiten mit Zweiseitenbandübertragung mit übertragenem Träger, wobei die Verwendung von verschie denen Frequenzbändern für die beiden Über tragungsrichtungen charakteristisch ist. Bei jedem Zwischenverstärker werden die Fre quenzen gewechselt, so dass fortlaufend die hohen und die tiefen Frequenzbänder ver tauscht werden, was durch frequenztransfor- mierende Modulatoren geschieht. Zugleich wird beim ersten und bei den folgenden Zwi schenverstärkern die Reihenfolge der Kanäle umgekehrt.
Die einzelnen Kanäle enthalten Kompanderkreise, um Störgeräu,,che und Über sprechen zu vermindern und damit nicht zu hohe Anforderungen gestellt werden müssen an die Verstärker, Modulatoren usw. und damit die Bedingungen für die Filter nicht zu scharf werden.
Es ist ein Bedürfnis entstanden nach zu sätilichen Telephonkanälen zu den vielen Ort schaften, die noch mit Freileitungen versorgt werden. Trä;erfrequenzsysteme für Freilei- tungen sind daher hauptsächlich für grosse Distanzen zwischen 300 und 3000 km und mehr entwickelt worden. Ein wirtschaftliches Trägersystem für Distanzen kleiner als 80 bis 160 km und zur Übertragung vieler Kanäle auf einem einzigen Freileitungspaar hat bis heute noch gefehlt;
ein solches System würde grosse Einsparungen an Kupfer und Blei ergeben, eine wesentliche Verminderung von Betriebs sicherheit und Qualität sollte jedoch nicht in Kauf genommen werden müssen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung einer solchen billigen Vierkanal- Trägerfrequenzanlage, die zur Verwendung auf Freileitungen ausgebildet ist, ohne dass eine Einbusse der Qualität stattfindet.
Die erfindungsgemässe Trägerfrequenz- anla.ge hat den Vorteil, dass sie Frequenzband breite einspart durch Verwendung von Ein seitenbandübertragung mit Doppelkanal.
Die Erfindung betrifft eine aus Vier kanaleinheiten bestehende Trägerfrequenz anlage für Gegensprechverkehr, bei welcher mindestens zwei Trägerfrequenz-Endausrü- stungen über eine Freileitung verbunden sind und sowohl die obern als auch die untern Sei tenbänder jedes Trägers zur Übertragung getrennter Nachrichtensignale dienen, .welche Freileitung über eine Anzahl im Abstand von einander angeordneter Verstärkerstationen führt,
wobei zwischen benachbarten Verstär- kerstationen der Verkehr in der einen Rich tung jeweils auf einer obern Frequenzgruppe und in der Gegenrichtung auf einer untern Frequenzgruppe erfolgt, dadurch gekennzeich net, dass auf jeder Verstärkerstation ein Ver stärker mit Gruppenmodulator vorgesehen zur Vertauschung und Frequenzinvertierung der Frequenzgruppen,
so dass eine ankommende obere Frequenzgruppe in eine abgehende untere Frequenzgruppe umgewandelt wird zwecks angenähertem Übertragungsausgleich zwischen den Endstellen, wobei vier Kanäle von den Endstellen aus jeweils als ein Paar von Doppelkanälen übertragen werden, deren jeder ein oberes und ein unteres, aber ver schiedenen Teilnehmern zugeordnetes Seiten band umfasst, welche beiden Träger zur Gegen- endstelle übertragen werden, wo pro Doppel kanal ein vom jeweiligen Träger auf konstante Trägerausgangsleistung geregelter Empfangs verstärker vorgesehen ist,
sowie Mittel vorge sehen sind zur Demodulation der beiden ein zelnen Seitenbänder jedes Doppelkanals mit Hilfe des jeweiligen geregelten Trägers, wo durch die Übertragungspegel der einzelnen empfangenen Teilnehmersignale, ungeachtet der Änderungen des Dämpfungsverlaufes der Freileitung, weitgehend konstant gehalten werden können.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
In den Zeichnungen ist Fig.1A ein Diagramm der Frequenzzuord- nung für vier Kanäle einer Trägerfrequenz anlage, Fig. 1B ein Diagramm, das die Frequenz zuordnung mehrerer Vierergruppen auf einer Freileitung zeigt, Fig. 1C ein Blockschema einer Träger- frequenz-Endausrüstung; Fig. 2A und 2B zeigen schematisch eine Mehrkanalanlage für Gegensprechverkehr; Fig. 2C ist ein Frequenzplan für Doppel kanäle;
Fig. 3.4 und 3B sind detaillierte Schemata der Endausrüstungen; Fig. 4 ist ein Zwischenverstärker; Fig. 5A und 5B sind detaillierte Schemata von Trägerendstellen; Fig. 6.4 zeigt ein Kanalbandfilter; Fig. 6B stellt die entsprechende Frequenz charakteristik dar; Fig. 7A zeigt ein Richtungsfilter und Fig. 7B den entsprechenden Frequenzver- lauf.
Fig.1A zeigt schematisch für vier Kanäle eines Trägerfrequenzsystems die Übertragung und den Empfang durch obere und untere Frequenzbänder.
Beginnend bei der untern Endausrüstung LGTR folgt man der gestrichelten Linie in der angegebenen Richtung. Vier Kanäle 1, 2, 3, 4, dargestellt als Pfeile, werden vom Sprech frequenzband in das Gebiet von 180 bis 196 kHz transponiert. Diese Frequenztrans- formation erfolgt mit den Trägern 184 und 192 kHz. Je eines der Seitenbänder wird dabei unterdrückt. Das obere und das untere Sei tenband eines Trägers sind also einzelne Sei tenbänder je eines Sprechkanals. Der andere Träger gehört zu den beiden andern Sprech kanälen.
Ein solches Kanalpaar wird im fol genden als Doppelkanal bezeichnet.
Die obere Frequenzgruppe zur übertra- gung über die Leitung und die Zwischenver stärker wird erzeugt durch Modulation des Bandes von 180-196 kHz mit dem Grup penträger von 236 kHz, dargestellt durch die schiefe gestrichelte Linie, so dass das Band von 40-56 kHz entsteht.
Die vier Kanäle, die nun zwischen 40 und 56 kHz liegen, laufen über einen Linien abschnitt bis zum ersten Zwischenverstärker. Beim Durchgang durch den Verstärker wird die untere Frequenzgruppe transponiert in die obere Gruppe von 60-76 kHz, ferner wird die Reihenfolge der Kanäle vertauscht. Dieser Frequenzsprung wird durch Modulation mit einem Träger von 116 kHz erreicht.
Nachdem die Kanäle über die gewünschte. Anzahl von Leitungsstücken und Zwischenver stärker gelaufen sind, gelangen sie auf den Eingang des Endempfängers, der mit<I>HG</I> REC. bezeichnet ist. An dieser Endstelle trans- poniert ein oberer Gruppenträger von 256 klIz das Band auf 180-196 kHz, von wo aus die Sprachfrequenzbänder durch Demodulation gewonnen werden.
Die entgegengesetzte Übertragungsrichtung ist durch die ausgezogenen Linien dargestellt. Beginnend beim obern Ende können die vier Kanäle in ähnlicher Weise bis zur untern End- stelle verfolgt werden.
Die Endstellen sind so angelegt, dass sie das obere oder das untere Frequenzband aus senden können. Eine Endausrüstung mit Sen der für das untere Frequenzband (LGT, 40 bis 56 kHz) empfängt das obere Band (60 bis 76 klIz). Umgekehrt hat die andere Endstelle (HGT) einen Sender für die obere und einen Empfänger für die untere Frequenzgruppe.
Die Verwendung einer untern Frequenz- gruppe von 40-56 kHz und einer obern von 60-76 kHz erlaubt die Übertragung beider Richtungen auf einem einzigen Leitungspaar, die Anwendung von Frequenzsprüngen bei den Zwischenverstärkern, das heisst das Vertau schen von oberer und unterer Frequenzgruppe, überwindet das Übersprechen, das sonst in den Kanälen auftreten würde.
Wegen des Frequenzwechsels in den Zwi schenverstärkern sind an einem Zwischen verstärker immer beide Ausgänge auf der gleichen Frequenzgruppe und ebenso auch beide Eingänge. Übersprechen erfolgt dann zwischen gleichen Pegeln, weshalb Längs- induktivitäten und Filter weggelassen werden können.
Aus Fig. 1A geht hervor, dass, unabhängig davon, ob das obere oder untere Band emp fangen und das entsprechende andere gesendet wird, die Kanäle im 180-196-kHz-Band die gleiche Frequenzlage haben, nur die Reihen folge der Kanäle ist umgekehrt. Es können daher für die Kanäle 1 und 4 bei Modulation und Demodulation die gleichen Filter verwen det werden; das gleiche gilt auch für die Ka- näle-2 und 3.
Diese bedeutende Reduktion in der Anzahl der verschiedenen Filterarten, die sich ergibt aus der Kombination eines Sy stems mit Doppelkanälen und der Anwendung von Frequenzsprüngen, ist ein wesentliches Kennzeichen der beschriebenen Ausführung.
In Fig.1B ist dargestellt, wie mehrere Vierergruppen in Übertragungsfrequenzen um gewandelt werden können, so dass Einheiten von 8, 16, 32 Kanälen einer Richtung über eine Freileitung gegeben werden können mit einem Minimum von Bandbreite bei relativ geringem Übersprechen.
Die OB-Einheit, beschrieben in Fig.1A, enthält vier Kanäle für Gegensprechverkehr im Frequenzband von 40-76 kHz. Ähnlich sind die Einheiten 0A, 0C, 0D aufgebaut, und jede enthält vier Kanäle für Gegensprech verkehr, deren Frequenzen bestimmt sind durch die obern und untern Gruppenträger; dargestellt durch die schiefen Linien.
Im OA- System liegt die obere Grenze der übertra- gungsfrequenzen bei 36 kHz; dieses Frequenz- band wird aus dem gleichen Band von 180 bis 196 kHz erzeugt wie bei Gruppe<I>OB.</I> Die ent sprechenden Gruppenträgerfrequenzen liegen bei 196 und 216 kHz.
Die über<I>OB</I> liegende Gruppe 0C ver wendet Gruppenträger von 276 und 296 kHz, um das Band von 180-196 kHz auf die Über tragungsfrequenzen von 80-116 kHz zu trans ponieren. In ähnlicher Weise wird vom OD- System der Bereich von@120-156 kHz belegt. Dieser Frequenzplan lässt zwischen den ein zelnen Gruppen einen Abstand von 4 kHz, innerhalb welcher die Gruppen getrennt wer den können.
Allgemeine <I>Einführung</I> Nach Fig.1C enthält die Trägerendstelle A vier Kanaleinheiten 1, 2, 3 und 4, die mit den vier verschiedenen Sprechkreisen 5, 6, 7 und 8 verbunden sind, wobei je noch zwei Anschlüsse E und 3I vorhanden sind zur Über tragung der Wahl oder zu überwachungs- zwecken.
Vier trägerfrequente Einseitenbandkanäle werden in der Endstelle A erzeugt, indem jeder Sprechkreis einen der Träger von 184 und 192 kHz moduliert. Die Modulation ge schieht in Brückenschaltung, und je ein Filter sperrt das unerwünschte Seitenband. Die vier Kanäle werden dann zu Doppelkanälen zusam mengefügt zusammen mit den wieder zuge fügten Trägern. Das resultierende Band von I.80-196 kHz wird durch Modulation mit 236 oder 256 kHz, je nachdem, ob in der untern oder in der obern Frequenzgruppe übertragen werden soll, auf die Übertragungs frequenz transponiert.
In beiden Fällen wird durch ein Bandfilter die untere (40-56 kHz) oder die obere (60-76 kIiz) Frequenzgruppe aus dem Modulationsprodukt ausgesiebt.
Die Doppelkanaleinheit 10 liefert den Träger für den Kanalmodulator und den ver stärkten Träger für die Demodulation in den gleichen Kanälen, wobei immer einer der Träger bei 184 und der andere bei 192 kHz liegt. Aus dem einen Kanal wird das obere und aus dem andern das untere Seitenband durchgelassen. Die Doppelkanaleinheit liefert auch den übertragenen Träger für die Kanäle 7 und 2. Auf der Empfangsseite enthält die Einheit Mittel zur Regulierung der zuge hörigen Kanalpaare.
Für die Kanäle 3 und 4 gibt es eine ähnliche Doppelkanaleinheit 11, ebenfalls für die Trägerfrequenzen 184 und 192 kHz, wobei jedoch Sende- und Empfangs frequenzen gegenüber der Einheit 10 ver tauscht sind.
Die vier Kanäle und die zwei Träger von 184 bzw. 192 kHz gelangen zusammen auf die Gruppen-Sendeeinheit 12, wo ein Gruppen- modulator mit einer Frequenz von 236 oder 256 kHz die Gruppe auf die richtige Frequenz zur Übertragung auf der Freileitung 16 trans poniert.
Die Endstelle sendet entweder im untern Frequenzband von 40-56 kHz (LGT <I>)</I> oder im obern Band von 60-76 kHz (HGT). Die Gruppen-Sendeeinheit 12 enthält auch die Verstärker, um die Pegel der Kanäle auf den richtigen Wert zu bringen. Bevor die Gruppe auf die Freileitung gelangt, passiert sie das Richtungsfilter 13, das aus Platzgründen in der Gruppen-Empfangseinheit 14 unterge bracht ist.
Die Sprechsignale aus der entfernten End- stelle A' gelangen als Band von 60-76 kHz über die Freileitung 16 und durch das Rich tungsfilter 13 (das in geeigneter Weise ge- schaltet wird, je nachdem, ob es sich um eine Empfangsstation für das obere [HGT] oder untere [LGT] Frequenzband handelt) auf den Gruppenmodulator 15, der sie mittels Trägern von 256 oder 236 kHz auf das ursprüngliche Frequenzband von 180-196 kHz transpo niert. Dann passieren die Kanäle die Doppel kanaleinheit 10 und 11 und die entsprechenden Filter in diesen Einheiten.
Die Gruppen-Emp- fangseinheit 14 enthält auch Verstärker und Regelkreise für die ganze Gruppe. Die Rege lung ist über einen derart grossen Bereich wirksam, dass unter allen Betriebsbedingungen der Freileitungen ein genügend hoher Ver stärkungsgrad erreicht wird. Der Gruppen regulator wird ergänzt durch den Doppel kanalregulator. Dieser ist hauptsächlich unter extremen Verhältnissen auf der Freileitung oder bei plötzlichen und raschen, kleineren Änderungen der Dämpfung in der Endaus- rüstung wirksam.
Der Doppelkanalregulator bewirkt, da er nur die Verstärkung von zwei Kanälen reguliert, auch eine gewisse Kompen sation für lineare Verzerrungen und Ungleich mässigkeiten des Gruppenregulators.
Die Gruppen-Oszillatoreinheit liefert die 236 und 256 kHz, die von den erwähnten Gruppenmodulatoren benötigt werden. Zu sätzlich ist ein Generator 18 für 3700 Hz vor handen, diese Frequenz wird zur Übertragung der Wahl usw. verwendet.
Die Art und Weise, wie andere Vierer gruppen eingeschaltet werden, wie besprochen an Hand von Fig.1B, ist dargestellt durch gestrichelte Linien, die den Anschluss der Richtungsfilter für 80-96 kHz und 120 bis 136 kHz der Gruppen 0C bzw. 0D angeben.
Die Fig.2Aj2B zeigen ein Ausführungs beispiel der Vierkanalanlage gemäss der Er findung, wobei Endstellen, Freileitung und Zwischenverstärker schematisch dargestellt sind.
Die Sprechströme aus dem Kreis 20 ge langen durch einen Übertrager und ein varia bles Dämpfungsglied auf einen Verstärker in dem Kompressor 22. Ein Teil des Verstär- kerausganges wird gleichgerichtet im Kom- pressor-Steuerkreis, so dass eine Gleichspan- nung entsteht, die wie die in den Silben ent haltene Sprechenergie variiert. Dieser Strom fliesst durch die variablen Widerstände im Dämpfungsglied, wodurch der Gesamtvem- stärkungsgrad des Kompressors verändert wird.
Durch diesen Vorgang werden die Energievariationen der Sprechsignale auf etwa die Hälfte komprimiert.
Auf den Kompressor folgt der Kanal- modulator 28 unter Zwischenschaltung eines Tiefpassfilters, wie in Fig. 3A gezeigt (Grenz- frequenz bei 3100 Hz). Frequenzen über 3100 Hz sind nämlich am Ausgang des Kom- pressors zu erwarten, entweder weil sie schon im Sprechsignal enthalten sind oder weil sie durch die Begrenzung im Kompressor erzeugt werden. Eine Aufgabe des Filters ist es, Fre quenzen in der Nähe von 3700 Hz zu unter drücken, um Störungen auf der Steuersignal frequenz zu vermeiden.
Es dient auch dazu, die Frequenzen oberhalb 4000 Hz zu unter drücken, die Anlass zu Übersprechen auf die Nebenkanäle 2, 3 und 4 geben können.
Der Brückenmodulator 28 in Fig. 2A und 3A, der die Sprechfrequenzen mit 184 oder 192 kHz moduliert, unterdrückt gleichzeitig den Träger. Dieser Modulator erhält seine Trägerfrequenz aus der zugehörigen Doppel kanal-Trägereinheit 10, wo sich der Oszillator 24 befindet. Am Ausgang des Modulators 28 wird durch das Bandfilter 29 das gewünschte, z. B. das untere (180-184 kHz) Seitenband ausgewählt. Bei der andern zugehörigen Kanaleinheit wird das andere (z. B. 184 bis 188 kHz) Seitenband ausgewählt.
Der gemein same Träger für diese beiden zusammengehöri gen Kanäle liegt in diesem Falle bei 184 kHz und wird vom Oszillator 24 geliefert. Dieser Träger hat dann also zwei Seitenbänder, die zu Sprechsignalen aus verschiedenen Kanälen gehören.
Im Multipel 27 werden die ausgefilterten Seitenbänder der vier Modulatoren und die zwei Träger aus der Einheit 10 kombiniert und vereinigt auf den Gruppen-Übertragungs- kreis 12 gegeben.
Im Gruppen-Übertragungskreis 12 (Fig. 2A) werden die vier Seitenbänder und die zwei Träger zunächst in der Frequenz verschoben entweder in die obere oder untere Übertra- gungs-Frequenzgruppe (40-56 oder 60 bis 76 kHz). Dies geschieht in einem .Ringmodu- lator 31 durch den obern oder untern Grup penträger (236 kHz <I>LG:</I> 256 kHz <I>HG).</I> Ein Gruppen-Bandfilter 32 wählt das entspre chende Seitenband aus, das dann auf den zur Übertragung erforderlichen Pegel verstärkt wird.
Die Gruppe passiert dann das Rich tungsfilter 33, um über geeignete, in Fig. 3B detaillierter gezeigte Kreise auf die Freilei tung 16 zu gelangen.
<I>Filter und</I> Ferritspulen Das Bandfilter 29 ist eine kompakte Ein heit mit einem piezo-elektrischen Kristall und einer Induktivität mit Ferritkern; das Rich tungsfilter 33 und andere Filter, wie z. B. das Filter 40, in den Gruppenkreisen der Endaus- rüstung, ebenso die Filter in den 'Zwischen verstärkern enthalten keine Kristalle, aber bis zu zehn Ferritspulen.
Die Kerne dieser Spulen bestehen, kurz ge sagt, aus einer Mischung von Ferriten, die hohe Permeabilität mit geringer Leitfähigkeit vereinen.
In einer praktischen Ausführung wurde eine Mischung aus magnetischen und nicht magnetischen Ferriten verwendet, wie Fe02, Mn02 oder Ni02, Zn02 mit hoher Permeabili- tät. Die Ferrite werden unter hohem Druck und Temperatur geformt. Die Kerne werden so in mehreren Teilen hergestellt, dann mit der Spule zusammengebaut und verkittet. Die Spulen sind dann in einer Ferrithülle ein geschlossen, so dass ein geschlossener magneti scher. Kreis entsteht und die Beeinflussung auf und von andern Kreisen auf ein Minimum reduziert wird.
Bei diesen Trägerfrequenzen können Spulen mit einem Gütefaktor Q von über 500, mit geringen Wirbelstrom- und Kupferverlusten hergestellt werden, die nicht grösser sind als 10 cm3. Da die Spulen vor dem Zusammenbau gewickelt werden können, ist deren Herstellung einfach und wirtschaftlich. Die Ferrite sind nicht feuchtigkeitsempfind- lieh. Induktivitäten, die für den Abgleich der Filter über einen genügend grossen Bereich variiert werden können, werden mit einem ver stellbaren Luftspalt hergestellt.
Die in Fig. 2A und 3,4 dargestellten Kom- pander 22, 22', jedes Kanals machen die An wendung der zahlreichen Ferritspulen des Mehrkanalsystems möglich. Ohne die Wir kung der Kompander wären die nichtlinearen Verzerrungen, die in den Induktivitäten ent stehen würden, zu gross (Übersprechen, Rau schen). Die Kombination der Vorteile von Ferritspulen und Kompander ist hingegen einem linearen System überlegen.
Ein Kompander besteht aus Kompressor und Expander. Der Kompressor komprimiert die Leistungsvariationen der Sprachsignale da durch, dass die schwachen Signale angehoben werden. Schwache Signale kommen daher in ein günstigeres Verhältnis zu allen Störun gen wie Rauschen, Übersprechen, Kreuzmodu lation auf dem Übertragungswege. Die stärk sten Signale bedürfen jedoch keiner weiteren Verstärkung im Kompressor, da sie ohnehin schon einen genügenden Abstand haben von den Störungen auf der Leitung. Die stärk sten Signale dürfen sogar etwas reduziert wer den, wodurch die Verstärker weniger über steuert werden.
Im Expander werden die Intensitätsschwankungen in ihrem ursprüng lichen Umfange wieder hergestellt, indem die schwächeren Signale geschwächt und die stärk sten unverändert durchgelassen werden. In Abwesenheit eines Sprachsignals hat der Kom pressor eine Verstärkung von 28 dB und der Expander 28 dB Dämpfung, so dass alle Stö rungen für den Empfänger um 28 dB redu ziert werden. Praktisch wird allerdings nicht ganz dieser volle Gewinn im Signal-Rausch- verhältnis erreicht.
Hingegen ergeben sich eine Reihe von weiteren Vorteilen; die Abstände der Zwischenverstärker können grösser gewählt werden, die Anforderungen an alle Filter auf der Linie oder in den Endstellen sind geringer, höhere Ausgangspegel können zugelassen wer den ohne Übermodulation, und geringere Ein gangspegel können zugelassen werden ohne übermässiges Ansteigen der Störungen. Die Gruppe von vier Kanälen, die von der Endstelle A ausgesendet wird (Fig. 2A), brei tet sich über die Freileitung 16 aus. Diese Übertragungsleitung enthält alle 80-160 km einen Zwischenverstärker. Bei jedem Zwi schenverstärker werden die obere und die untere Frequenzgruppe vertauscht und die Reihenfolge der Kanäle umgekehrt.
Dieser Frequenzwechsel gleicht den Dämp- fungsverlauf der Leitung aus, und statt dass der Verstärker den Leitungsverlust der höch sten Übertragungsfrequenz wettmachen muss, muss er nur für den Verlust bei der Zentral frequenz dimensioniert werden. Übersprechen von den hohen Ausgangspegeln der Zwischen verstärker auf deren niedrige Eingangspegel wird dadurch vermieden, dass die Ausgangs signale in einem andern Frequenzband liegen als die Eingangskanäle.
Eine detaillierte Beschreibung der Zwi schenverstärker mit dem E-W- und dem W-E- Verstärker folgt in Verbindung mit Fig. 4.
<I>Empfängerkreise</I> Wie in den Fig. 2B und 3B angegeben, er reicht die von der Endstelle A ausgesandte V ierkanalgruppe über die Freileitung 16 die entfernte Endstelle A' (Fig. 2B), wo ein Rich tungsfilter die Bänder der Sende- und Emp fangsfrequenzen trennt. Eine zusätzliche Se lektion für die gewünschten Bänder (40-56 oder 60-76 kHz) erfolgt durch das Hilfsfilter 34, das im Empfänger auf das Richtungsfilter folgt.
Die empfangene Vierkanalgruppe wird geregelt, durch den Gruppenmodulator trans poniert auf die Kanalfrequenzen (180 bis 1.96 kHz) und verstärkt, bevor sie auf die Doppelkanalempfänger 10' (Fig.2B) gelangt. Die Gruppenregulierung im Verstärker 36, ge steuert durch die gesamte Leistung der vier Kanäle und der beiden Träger, kompensiert für Änderungen der Linienverluste unter wechselnden Wetterbedingungen (trockenes oder nasses Wetter, Rauhreif).
Die ganze Vierkanalgruppe aus dem Gruppenempfänger gelangt dann auf die zwei Doppelkanalempfänger 10' und 11', wo eine zweite Regulierung stattfindet, wobei jede Untergruppe von zwei Kanälen reguliert wird durch den gemeinsamen Träger.
Die verschiedenen Sprechkanal-Seitenbän- der werden dann durch die entsprechenden Filter 40 usw. (Fig.2B und 3A) auf die Kanaleinheiten gegeben und durch den Kanal- Demodulator 41, der seinen Träger aus den Doppelkanaleinheiten 10, 10' erhält, auf das Sprachband zurücktransponiert.
Nach der Demodulation passieren die Sprechströme das Tiefpassfilter 23', das sich auf der Expander- und Steuereinheit befindet. Das Filter hält vom Expander alle Steuer signale und den Interferenzton von 8 kHz fern.
Der Expander 22' (Fig.3A) ist, im Un terschied zum Kompressor, vorwärtsgeregelt, das heisst die Dämpfung des Expanders wird gesteuert durch die Eingangssignale, während die Dämpfung des Kompressors durch die Aus gangssignale gesteuert wird. Schaltungsmässig sind die Dämpfungsglieder in Kompressor und Expander durch ähnliche Sprechströme ge steuert, da die Steuerkreise beide an einer Stelle angeschaltet sind, an der der Bereich der Energieschwankungen komprimiert ist. Die komprimierten Sprechsignale werden im Steuerkreis in Gleichströme umgewandelt, die im Rhythmus der Sprechenergie schwanken.
Diese Ströme fliessen durch die variablen Wi derstände des Dämpfungsgliedes und ändern dadurch den gesamten Verstärkungsgrad des Expanders. Die Wirkung des Expanders ist genau entgegengesetzt zu derjenigen des Kom- pressors, so dass die ursprüngliche Dynamik der Sprechsignale wieder hergestellt wird. Auf den Expander folgt ein Verstärker mit fixem Verstärkungsgrad.
<I>Steuerung</I> Der Steuerkreis 42-43 (Fig.3A) spricht auf bestimmte Unterbrechungen des 3700-Hz- Tones in jedem Kanal an. Für Überwachungs zwecke sind die Ein- und Aus-Perioden des Tones relativ lang, während die Wahl durch kurze Impulse übertragen wird. Die Signale werden mit einem Minimum an Verzerrungen übertragen aus Gründen der Betriebssicher heit. - Überwachungs- oder Wahlimpulse wechseln die Spannung zwischen -48 V und Erdpoten- tial; sie werden aus dem Kreis 20 auf die Ver bindung M der Kanaleinheit gegeben.
Wie in Fig. 3A angegeben, ist der Tastkreis 42 mit der 3700 Hz-Quelle 18 in der Gruppenein heit 15 verbunden. Nichtlineare Germanium widerstände im Tastkreis sind so eingestellt, dass sie einen grossen Verlust verursachen, wenn die Verbindung M auf -48 V liegt und dass ihre Dämpfung gering ist, wenn M auf Erdpotential liegt. Vom Eingang des Modulators weg folgt das Signal den schon im Zusammenhang mit den Sprechstrom kreisen beschriebenen Weg.
Am Modulator- ausgang besteht der Signalton aus den beiden 3700-Hz-Seitenbändern, von denen eines durch den Kanalbandpass ausgelesen wird.
Auf der Empfangsseite wird das Signal seitenband in gleicher Weise wie das-Sprach- band ausgewählt und demoduliert. Das 3700- Hz-Signal am Ausgang des Demodulators 41 wird durch ein enges Bandpassfilter (3700 Hz) in den Signalkreis eingegeben.
Dieses Filter schützt den Signalkreis vor Störungen durch Sprachfrequenzen und durch den 8-kHz-Inter- ferenzton. Das 3700-Hz-Signal wird dann im Verstärker 43 auf den richtigen Pegel ge bracht, um einen Multivibrator 82 (Fig. 5A) zu synchronisieren. Dieser Multivibrator ver wandelt den schwankenden 3700-Hz-Sinuston in eine Rechteckw elle ziemlich konstanter Am plitude,
wodurch der Signalkreis unempfind lich gegen Amplitudenschwankungen am Aus gang des Demodulators wird. Die 3700-Hz- Rechteckwelle gelangt dann über einen Ka thodenverstärker 83 auf einen Gleichrichter 84 in Verdopplerschaltung. Der konstante oder pulsierende Gleichstrom am Ausgang des Gleichrichters wird durch eine Verzögerungs schaltung 85 geführt, wodurch der Signalkreis unabhängig von impulsartigen Störungen wird.
Nach dem Verzögerungskreis werden die CTleichstromsignale verstärkt und betätigen dann ein polarisiertes Relais mit eingeschmol zenen Quecksilberkontakten, das seinerseits die E -Verbindung zum Kreis 20 auf Erde legt oder öffnet (s. Fig. 5A).
Zwischenverstärker Fig.4 zeigt einen Zwischenverstärker für Gegensprechverkehr im Blockschema. Der Zwischenverstärker hat vier Grundaufgaben. Er trennt die beiden Frequenzgruppen, die für die beiden Übertragungsrichtungen be nutzt werden, transponiert und invertiert die eingehende Gruppe durch Modulation auf die andere Gruppe, verstärkt und überträgt sie auf die Leitung und reguliert automatisch die Verstärkung, so dass Dämpfungsvariatio- nen auf der Freileitung ausgeglichen werden.
Zwischenverstärker mit Frequenzwechsel werden benutzt, um die Sprech- und Signal frequenzen der Vierkanalgruppe auf dem Freileitungspaar wie bei einem Vierdraht sYstem zu übertragen. Für die beiden Über tragungsrichtungen werden verschiedene Fre- quenzgruppen (40-56 in der untern Gruppe, 60-76 klIz in der obern Gruppe) benutzt. Bei jedem Zwischenverstärker werden die Fre- quenzgruppen vertauscht und invertiert sowie verstärkt und reguliert.
Gemäss Fig.4 passieren die auf der Lei tung 16 ankommenden Ströme das Linienfilter 48 und den Übertrager 49. Die OB-Frequen zen werden von den untern Frequenzgruppen durch das Filter 48 getrennt. Wenn auf der Leitung 0C und 0D Systeme verwendet wer den, so werden ähnliche Übertrager und Filter benutzt. Die Linienfilter 48 benutzen Ferrit- spulen und haben einen scharfen Dämpfungs- anstieg unterhalb 40 kHz.
Die Richtungsfilter 50, 54 werden auf entgegengesetzten Seiten des Zwischenverstär kers verwendet, um die gewünschten Gruppen durchzulassen. Ausserhalb des Durchlass- bereiches sind sie hochohmig, so dass drei Fil ter parallel geschaltet werden können für die <I>OB-,</I> 0C- und OD-Systeme, ohne dass sich die von der Leitung aus gesehene Impedanz des Verstärkers in irgendeinem der Durchlass- bereiche wesentlich ändert. Die Richtungs filter 50, 54 sind identisch unter sieh und mit den Richtungsfiltern der Gruppenemp fänger (Fig. 5A und 5B).
Sie sind bei der Be sprechung der Fig. 7AJB genauer beschrieben.
Nach dem Durchgang durch das Rich tungsfilter 50 wird das gewünschte Band auf das Hilfsfilter A gegeben. Im einen Falle hat das Filter A einen Durchlassbereich von 40-56 kHz, während das Band 60-76 kHz gesperrt wird, im entgegengesetzten Falle wirkt das Filter entsprechend umgekehrt.
Auf das Filter A folgen zwei Regelstufen 51, wodurch der Ausgangspegel des Verstär kers bei schwankendem Eingangspegel einiger massen konstant gehalten wird. Der Regelver stärker 51 'liefert dem Modulator 52 ein Signal konstanten Pegels.
Im Modulator 52 wird die eingehende Fre- quenzgruppe moduliert mit 116 kHz; diese Frequenz stammt aus dem kristallgesteuerten Oszillator 55 und verwandelt die untere Fre- quenzgruppe in die obere und umgekehrt. Der: Modulator 52 ist ein Ringmodulator, in dessen Ausgang sowohl der 116-kHz-Träger als auch die Eingangsfrequenzen unterdrückt sind.
Ein Filter B nach dem Modulator lässt das Band von 60-76 kHz durch, worauf die Si gnale durch den Leitungsverstärker 53 auf den richtigen Pegel gehoben werden und durch das Richtungsfilter 54 auf die Leitung 16 ge langen.
Gleichzeitig mit dem Vertauschen der Fre- quenzgruppen wird die Reihenfolge der Ka näle innerhalb der Gruppe umgekehrt; der Kanal 4 wird also z. B. vom obersten Kanal in der obern Frequenzgruppe in den unter= sten Kanal der untern Gruppe transponiert. Diese Inversion hat zur Folge, dass bei einer geraden Teilstreckenzahl alle Kanäle nahezu den gleichen Leitungsverlust haben, das heisst die Frequenzcharakteristik der Leitung wird ausgeglichen.
Es ergibt sich daraus auch, dass die maimal benötigte Verstärkung der Zwi schenstellen so gross sein muss, dass sie die Ver luste der Leitung bei der mittleren statt bei der höchsten Frequenz kompensiert. In der folgenden Tabelle sind die Dämpfungsver- hältnisse bei Rauhreif dargestellt für zwei Ab- schnitte von je 88 km Länge eines Freileitungs- paares mit 3,26 mm Durchmesser und 31,5 cm Abstand, bedeckt mit einer 6,2 mm dicken Eis schicht.
<I>Tabelle -</I> Übertragung über zwei Teilstrecken mit Ausgleich der Dämpfungen durch Frequenz wechsel
EMI0009.0003
Kanal <SEP> l <SEP> Kanal <SEP> 2 <SEP> Kanal <SEP> 3 <SEP> Kanal <SEP> 4
<tb> dB-Dämpfung <SEP> - <SEP> obere <SEP> Gruppe <SEP> 40,2 <SEP> 41,3 <SEP> 44,7 <SEP> 45,9
<tb> dB-Dämpfung <SEP> - <SEP> untere <SEP> Gruppe <SEP> 34,7 <SEP> 33,6 <SEP> 30,5 <SEP> 29,4
<tb> Totale <SEP> Dämpfung <SEP> 74,9 <SEP> 74,9 <SEP> 75,2 <SEP> 75,3 Die angegebenen Dämpfungen sind in 1000-Hz-Abstand vom jeweiligen Träger ge messen.
Bei einer ungeraden Teilstreckenzahl ist der totale Frequenzgang nahezu gleich wie bei einem System ohne Zwischenverstärker, da die Zwischenverstärker einen flachen Frequenz gang mit automatischer Verstärkungsregelung haben, ohne Korrektur für die Leitungsdämp fung.
Der Ausgangspegel der Zwischenverstärker wird reguliert, indem ein Teil der Ausgangs spannung im Steuerverstärker verstärkt und gleichgerichtet wird. Die gleichgerichtete Spannung wird mit einer Bezugsspannung ver glichen, und die Differenzspannung verwendet zur Regelung der Vorspannung der Verstär- kerstufen. Eine Änderung des Ausgangspegels bewirkt eine Variation der Vorspannungen, und zwar derart, dass die Verstärkung sich in dem Sinne ändert, dass. die ursprüngliche Schwankung fast vollständig kompensiert wird.
Die Übertragung wird auf zwei Arten regu liert, einmal als Gruppenregulierung und ein mal als Doppelkanalregulierung. Beide Arten werden hauptsächlich gesteuert von der in den Doppelkanal-Trägerfrequenzen enthal tenen Energie. Die Gruppenregulierung er folgt bei jedem Zwischenverstärker und beim Endempfänger, wobei die gesamte, in den beiden Doppelkanalträgern enthaltene Energie die Steuerung der Verstärkung bewerkstelligt. Nur an den Endstellen wird, nach der Grup penregulierung, jeder einzelne Doppelkanal für sich reguliert. Dazu wird der entspre- chende Träger. des Doppelkanals ausgefiltert und die darin enthaltene Energie zur Regelung des Verstärkers verwendet.
Die Fig. 5A und 5B zeigen die Elemente einer Trägerendstelle und ihre Verbindungen. <I>Kompressor</I> Am Eingang des Kompressorkreises 22 lie gen die Sprechströme aus dem Vierdraht-Ab- schlussnetzwerk 21. Die Sprechsignale gelan gen auf das variable Dämpfungsglied 61, dann auf den Verstärker 62 und das Tiefpassfilter 23. Die Sprechsignale werden im Kompressor 22 im Amplitudenverhältnis 2: 1 komprimiert..
Das Dämpfungsglied 61 ist im wesentlichen ein Brückennetzwerk, bei dem die Dämpfung abhängt vom Strom durch die variablen Ger-, maniumwiderstände in den- Parallelzweigen. Der Steuergleichstrom wird gewonnen durch Gleichrichtung am Ausgang des Kompressor verstärkers 62. Innerhalb der Betriebsgren zen wird dadurch eine Änderung des Ein gangspegels von 2 dB am Ausgang auf 1 dB komprimiert.
Vom Kompressorverstärker 62 gelängen die Sprechfrequenzen auf das Tiefpassfilter 23 und auf den Gleichrichter 65 im Steuerkreis des Dämpfungsgliedes: Aus Stabilitätsgrün den ist der Verstärker gegengekoppelt, und der Verstärkungsgrad mit Gegenkopplung ist 40 dB. Mit dem Potentiometer 64 wird die Gegenkopplung reguliert, um den Kanalpegel auf den richtigen Wert einzustellen. Das Tief passfilter 23 sperrt die Frequenzen über 3100 Hz, um Störungen der Sprechfrequen zen auf die Signalkreise zu vermeiden.
Ein Teil der Ausgangsspannungen des Kompressorverstärkers wird durch Germa- niumdioden im Steuerkreis (Vollweggleich- richter 65) gleichgerichtet. Der entstehende Gleichstrom, der im Rhythmus der Sprache schwankt, geglättet durch ein R-C-Netzwerk, wird auf den Längszweig des Dämpfungs- gliedes 61 gegeben, um dessen Dämpfung wie vorgeschrieben zu regulieren, so dass eine Kom pression im Verhältnis 2: 1 entsteht.
Kanatnnodulator Die komprimierten Sprechströme gelangen auf den Kanalmodulator 28, der auch den 3700-Hz-Signalton aus dem Tastkreis 42 er hält. Nach der Kanalmodulation gelangen die Ströme auf den Gruppenübertragungskreis via das Kombinationsmultipel 27 in der Endaus- rüstung, und zwar als einzelnes Seitenband auf Kanalfrequenz.
Der Kanalmodulator enthält ein Anpas sungsglied für die Sprachfrequenz, das die Ausgangsimpedanz des Kompressorausganges an die Modulatorimpedanz anpasst und einen Brückenmodulator 28 aus Germaniumdioden, in dem die komprimierten Sprechströme und die Signalfrequenz von 3700 Hz mit dem Trä ger aus der Doppelkanaleinheit moduliert wer den. Das Kanal-Bandfilter 29 sperrt das un erwünschte Seitenband und hilft auch einen wegen Unsymmetrie des Modulators noch vor handenen Trägerrest zu unterdrücken.
Auf das Filter folgt das Potentiometer (T) zur Einstellung des richtigen Pegels bei Installie rung und Kontrolle der Anlage. Alle Kanäle werden auf gleichen Ausgangspegel eingestellt. Der Modulator arbeitet mit einem Träger von 184 oder 192 kHz, der von einem Oszillator in der Doppelkanaleinheit stammt.
Der Frequenzraum, der dem Ausgang eines Kanalmodulators zugeordnet ist, hängt von der Kanalnummer und der Art der Endaus- rüstung ab. Die Frequenzzuteilungen für Senden und Empfangen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt
EMI0010.0038
Kanal <SEP> Endstelle <SEP> LG <SEP> (untere <SEP> Gr.) <SEP> Endstelle <SEP> HG <SEP> (obere <SEP> Gr.)
<tb> Nr.
<SEP> Filter <SEP> Sender <SEP> Empfänger <SEP> Sender <SEP> Empfänger
<tb> 1 <SEP> A <SEP> 180-184 <SEP> kHz <SEP> 192-196 <SEP> kHz <SEP> 192-196 <SEP> kHz <SEP> 180-184 <SEP> kHz
<tb> 2 <SEP> B <SEP> 184-188 <SEP> " <SEP> 188-192 <SEP> " <SEP> 188-192 <SEP> " <SEP> 184-188 <SEP> "
<tb> 3 <SEP> B <SEP> 188-192 <SEP> " <SEP> 184-188 <SEP> " <SEP> 184-188 <SEP> " <SEP> 188-192 <SEP> "
<tb> 4 <SEP> A <SEP> 192-196 <SEP> " <SEP> 180-184 <SEP> " <SEP> 180-184 <SEP> " <SEP> 192-196 <SEP> " Die Filter A und B beziehen sich auf das oben erwähnte Kanalfilter 29.
Sende- und Empfangsfilter für einen Kanal sind beide in einer einzigen, einsteck- baren Filtereinheit enthalten. Welches der Filter für Senden und welches für Empfang benutzt wird, wird durch die Orientierung der Einheit im Sockel bestimmt. Wegen der dualen Beziehung zwischen den Kanälen 1 und 4 sowie zwischen 2 und 3 sind nur zwei Band- filtert5-pen notwendig, Filter A für die Kanäle 1 und 4, Filter B für die Kanäle 2 und 3.
Die Frequenzgruppen eines Kanals können ge wechselt werden (HGT <I>zu</I> LGT), indem ein fach das Bandfilter herausgezogen und um 1.80 gedreht wieder eingesteckt wird. Die richtige Lage des Filters im Sockel ist daraus ersichtlich, dass die dann sichtbare Besehrif- tung den Kanal und den Typ der Endstelle angibt. In den Fig. 6A und 6B sind typische Frequenzcharakteristiken des Kanalbandfilters angegeben. Es ist nur das Schema für ein Filter gezeigt, da beide gleichen Aufbau haben.
Das Kombinationsmultipel 27 ist ein Wi derstand, mit dem die vier einzelnen Seiten bänder und die zwei Doppelkanalträger zur Übertragung auf den Gruppenmodulator kom biniert werden. Das Kombinationsmultipel sorgt auch für richtige Anpassung des Kanal filters 29 an den Gruppenmodulator. Die Dämpfung eines Kanals bei der Kombination ist 40 dB, so dass irgendwelche Rückwirkungen der Impedanzverläufe von einem auf ein an deres Filter unbedeutend sind.
Gruppenübe-rtragungskreis Dieser Kreis hat verschiedene Funktionen. Er transponiert die vier Seitenbänder und die zwei Träger von der Kanalfrequenz auf die Übertragungsfrequenz im Bereich von 40 bis 56 kHz (LGT) oder 60-76 kHz (HGT). Er verstärkt ferner die Kanäle auf den richtigen Pegel.
Zur Übertragung auf der obern Frequenz gruppe (HGT) ist die Trägerfrequenz 256 kHz, zur Übertragung auf der untern Gruppe ist sie 236 kHz. Am Gruppenüber- tragungskreis müssen keine Änderungen vor genommen werden, wenn der Typ der End- stelle gewechselt wird (von HGT auf LGT oder umgekehrt).
Das Gruppen-Tiefpassfilter 32 ist breit genug, um die untere oder obere Frequenzgruppe durchzulassen (und auch die Übertragungsfrequenzen der 0C- oder OD- Träger). Der Gruppenoszillator liefert dem Modulator die Frequenzen 236 oder 256 kHz. Gruppenmodulato-r Der Ausgang des Kombinationsmultipels gelangt auf den Gruppenmodulator 31.
Es ist ein Ringmodulator mit Kupferoxydzellen zwi schen Übertragern, wobei der Träger und das Eingangssignal unterdrückt werden.
Gruppenübertragungsfilter Das Gruppenübertragungsfilter 32 lässt das untere durch die Modulation im Gruppen- modulator entstandene Seitenband mit den vier Kanälen durch und sperrt alle andern Modulationsprodukte. Das Filter 32 hat eine Grenzfrequenz von 160 kHz, so dass die Über tragungsfrequenzen der<I>OB-,</I> 0C- und OD- Systeme durchgelassen werden.
Der Ausgang des Filters 32 ist mit dem Übertragungsverstärker 34' verbunden, ein zweistufiger, gegengekoppelter Verstärker mit Pentoden. Die Frequenzcharakteristik dieses Verstärkers ist annähernd flach von 40 bis 196 kHz. Der Ausgang des Gruppenübertragungs-, kreises 12 gelangt auf das Richtungsfilter 33 und dann auf die Freileitung 16. Das Rich tungsfilter 33 besteht aus zwei Bandfiltern, wovon das eine die obere und das andere die untere Gruppe von Übertragungsfrequenzen durchlässt (s. Fig. 7A). In dieser Weise wer den die beiden Übertragungsrichtungen ge trennt.
Gruppenemp <I>f</I> angskreis Der Gruppenempfänger 14 (Fig.3B und 5B) hat verschiedene Aufgaben zu erfüllen bezüglich des von der Endstelle A' (nicht ge zeichnet) übertragenen Frequenzbandes. Nach dem im Richtungsfilter 33 die empfangenen Sprechsignale niedrigen Pegels von z.
B. 40 bis 56 kHz oder 60-67 kHz, je nach dem Typ der Endstelle, von der ausgesendeten Fre- quenzgruppe getrennt wurden, werden sie ver stärkt und im Gruppenmodulator auf die Kanalfrequenzen transponiert (180-196 kHz). Zusätzlich wird die Verstärkung reguliert, um Variationen der Leitungsdämpfung 'unter wechselnden Wetterbedingungen auszuglei chen.
Das Hilfsfilter 34 ergänzt das Richtungs filter 33 durch zusätzliche Dämpfung ausser halb des Durchlassbereiches des Empfangs filters.
<I>Regelverstärker</I> Der Regelverstärker 36 arbeitet mit Dop pelperioden 407A; es ist ein zweistufiger RC- Verstärker, dessen Verstärkungsgrad umge kehrt proportional zum Eingangspegel ist. Zur Regulierung der Verstärkung wird ein Teil der Ausgangsspannung gleichgerichtet und mit einer Bezugsspannung verglichen. Die Dif ferenzspannung gelangt als Vorspannung auf die beiden Gitter. Der Regelvorgang ist fol gender: Bei einem Ansteigen des Eingangs pegels steigt auch der Ausgangspegel, wodurch auch die Gleichspannung am Gleichrichter 67 steigt. Dies bewirkt eine stärker negative Vor spannung im Regelverstärker 36 und eine entsprechende Verminderung der Verstär kung, so dass der Ausgangspegel auf den ur sprünglichen Wert sinkt.
Eine Abnahme des Eingangspegels wirkt umgekehrt, so dass am Eingang des MOdulators ein nahezu konstanter Pegel liegt. Die Zeitkonstante des Regelvor ganges wird in bekannter Weise durch Wider stände und Kondensatoren bestimmt.
Emp fangsgruppenmodulator Der Empfangsgruppenmodulator 35 ver schiebt die übertragungsfrequenzgruppen von 40-56 kHz bzw. 60-76 kHz in das Band von 180-196 kHz. Es ist ein Ringmodulator mit Kupferoxydzellen, dem ein Träger von 256 kHz zugeführt wird von einem kristallgesteuerten Oszillator. Der Ringmodulator unterdrückt im Ausgangskreis sowohl den Träger als auch das Eingangsfrequenzband.
Das gewünschte Seitenband (180-196 kHz) der Modulation passiert das Empfangs-Grup- penfilter 39 und wird von einem zweistufigen, gegengekoppelten Verstärker 38 verstärkt.
Der Ausgang des Verstärkers 38, zugleich der Ausgang des Gruppenempfängers, ist mit den hochohmigen Eingängen der beiden Dop pelkanaleinheiten 10' und 11' verbunden.
Doppelkanaleinheiten Jede Doppelkanaleinheit hat vier Funk tionen. Auf der Sendeseite liefert sie den ge meinsamen Träger (184-192 kHz) für den Modulator 28 von zwei Kanälen; der gleiche Träger wird auch auf das Kombinations multipel zur Übertragung auf die Leitung ge geben.
Auf der Empfangsseite wählt sie den kom plementären ankommenden Träger aus und verstärkt ihn zur Weitergabe an die entspre chenden Demodulatoren und dient gleichzeitig dazu, die .zugehörigen Seitenbänder auf kon stantem Pegel zu halten in Ergänzung der Re gulierung im Gruppenverstärker. Diese Funk tionen werden im Band der Kanalfrequen zen (180-196 kHz) ausgeführt. Die zwei Doppelkanaleinheiten liegen zwischen der Trägerfrequenzeinheit einerseits und der Gruppen-Sende- und -Empfangseinheit ander seits.
Der Gruppenempfänger reguliert die vier Kanäle als eine Einheit. Einer der Träger kann jedoch mit seinen Seitenbändern einige dB tiefer liegen als der andere. Dies rührt von der unterschiedlichen Dämpfung der beiden Frequenzgruppen auf der Leitung her. Infolge der wechselnden Witterungsbedingungen kann diese Differenz variieren. Die Doppelkanaleinheiten regulie ren diese Differenzen praktisch aus, so dass jeder Träger und seine Seitenbänder am Aus gang praktisch auf konstantem Pegel liegen.
Die Empfangsseite der Doppelkanaleinheit besteht aus einem Regelverstärker 68 und dessen Steuerkreis 69. Die Eingänge des Ver- stärkers liegen parallel am Ausgang des Grup penempfängers, so dass beide Träger und alle vier Kanäle in beide Doppelkanaleinheiten ge@ langen. Ein Kristall-Bandfilter am Ausgang des Verstärkers 68 siebt den entsprechenden Träger des Doppelkanals aus und führt ihn dem Steuerkreis zu, der den zugehörigen Ver stärker reguliert. Die Verstärkung der zu einem Paar gehörigen Kanäle wird also gleich zeitig geregelt.
Kanaldemodulator Der Demodulatorkreis ist folgendermassen aufgebaut: Er enthält ein Empfangs-Kanal- filter 40, das eines der Kanalseitenbänder aus wählt und die andern drei sperrt, einen Brük- kendemodulator 41, in dem das Band mit den Sprechströmen und der Signalfrequenz mittels eines Trägers auf die Sprechfrequen zen zurüektransponiert wird, einen Verstär ker 72 mit einem Potentiometer (R) zur Ein stellung der Verstärkung,
der den Ausgang des Modulators verstärkt zur Weiterleitung an den Expander und die Steuersignal-Empfangs- kreise. Der Verstärker 72 hat etwa 28 dB Verstärkung und ist zur Erhöhung der Sta bilität gegengekoppelt.
Der Demodulator arbeitet mit 184 oder 192 kHz, die von einem Trägerfilter in der Doppelkanaleinheit ausgesiebt werden und auf einer eigenen Leitung 73 getrennt vom Seiten band auf den Demodulator geführt werden.
Expanderschaltung Der Expander erhält komprimierte Sprech signale aus dem Demodulationsverstärker 72 und stellt deren ursprünglichen Dynamik umfang wieder her.
Der Expanderkreis (s. Fig.5A) besteht aus einem Tiefpassfilter 75, das Sprechfre quenzen bis zu 3100 Hz durchlässt und das 3700-Hz-Steuersignal sowie Komponenten aus andern Kanälen unterdrückt. Er enthält fer ner das variable Dämpfungsglied 76, den Steuerkreis 77, die eine Dynamikexpansion im Verhältnis 2:1 bewirken. Ein zusätzlicher Verstärker bringt die Sprechsignale auf den richtigen Pegel.
Dem Steuerverstärker wer den Sprechsignale zugeführt, die er mittels eines Germaniumgleichrichters (Vollweggleich- richter) in einen pulsierenden Gleichstrom verwandelt. Dieser Gleichstrom fliesst, wie beim Kompressor, durch das stromabhängige Dämpfungsglied 76 und steuert dessen Ver luste in der Weise, dass sich eine Expansion im Verhältnis 2 :1 ergibt.
Steuersignalemp <I>f</I> änger Der Steuersignalempfänger (Fig.5A) er hält Überwachungs- und Wahlinformation als 3700-Bz-Impulse von Verstärker 72 des Kanaldemodulators und verwandelt diese in Öffnungs- und Schliessperioden der E-Verbin- dung zur Übertragung des entsprechenden überwachungs- oder Wahlimpulses an die weiteren Kreise.
Der Empfänger enthält zunächst ein 3700-I1z-Bandfilter 80, das nur diese Signal frequenz durchlässt, dann einen Verstärker 81 mit einstellbarer Gegenkopplung zur Einstel lung der Verstärkung. Darauf folgt ein Be- grenzer-Multivibrator 82, der den 3700-Hz- Sinuston in eine 3700-Hz-Rechteckwelle ver wandelt, deren Amplitude über einen grossen Bereich von Eingangsspannungen konstant ist.
Durch den anschliessenden Kathodenver stärker 83 wird von hoher Eingangsimpedanz auf niedrige Ausgangsimpedanz transformiert, so dass ein Gleichriehter 84 in Spannungs- verdopplerschaltung verwendet werden kann. Der 3700-Hz-Wechselstrom wird durch diesen in einen Gleichstrom verwandelt, der durch das RC-Verzögerungsnetzwerk 85 auf das Git ter eines Gleiehstromverstärkers gelangt. Das Verzögerungsnetzwerk verhindert, dass kurze Störungen sich auf das polarisierte Relais 86 mit den eingeschmolzenen Quecksilberkontak ten auswirken, das im Anodenkreis des Gleichstromverstärkers liegt.
Der Gleichstrom verstärker 87 ist bei Abwesenheit des 3700-Hz- Tones vollständig gesperrt; durch eine Vor- magnetisierwicklung ist das Relais dann so gehalten, dass der E-Draht über die Queck silberkontakte geerdet ist. Fällt ein 3700-Hz- Ton ein, so leitet der Gleichstromverstärker, und das Relais öffnet die E-Verbindung.
Fig. 6A zeigt ein Kanal-Bandfilter für die Träger-Endstellen. Das Kanalfilter 29 ver wendet einen Kristall mit hohem Q (z. B. Quarz) und Ferritspulen, so dass sehr steile Filterflanken erreicht werden. Die Charak teristiken zweier angrenzender Kanalfilter ist in Fig. 6B gezeigt. In einem Anwendungsbei spiel wurden Ferritspulen mit einem Q von 600 verwendet. Es sei darauf hingewiesen, dass Ferritspulen auch für andere Frequenz bereiche (höhere z. B.) verwendet werden können.
Fig. 7A zeigt das Richtungsfilter, das die beiden Übertragungsrichtungen auf der Lei tung trennt. Es besteht aus zwei Bandfiltern 80 und 81, bestehend aus Spulen-Konden- sator-Kombinationen, wobei die Eingänge der Filter parallel geschaltet sind.
Ein Filter 80 lässt die untere Frequenzgruppe von 40 bis 56 kHz durch, das andere Filter 81 die obere Frequenzgruppe von 60-76 kHz. Alle Spulen beider Filter haben Ferritkerne und daher ein hohes Q, wie oben beschrieben, um die ge wünschte Steilheit des Dämpfungsanstieges zu erreichen (Fig.7B). übertragungsverzerrun- gen im Durchlassbereich werden durch die Anwendung von Ferritspulen erheblich ver mindert,
so dass mehr Filter hintereinander verwendet werden können und keine Korrek turnetzwerke für den Amplitudengang be nötigt werden.
Die Frequenzcharakteristik des untern Bandpassfilters 80 ist durch die ausgezogene Linie dargestellt, während die entsprechende Kurve für das Filter 81 durch die gestrichelte Kurve angegeben ist. Aus der Steilheit der Filterflanken ist ersichtlich, dass die vier Kanalgruppen wirksam getrennt werden. Die eingebauten Kompander machen die nicht linearen Verzerrungen der Ferritfilter 80, 81 erträglich. Der Gewinn von 25 dB durch den Kompander lässt grössere Modulationseffekte der Ferritfilter zu, als ohne diese Massnahmen möglich wäre.
Das Modulations-Übersprechen durch die Ferritfilter wird auf ein zulässiges Mass reduziert durch den Kompander. Durch die Ferritfilter wird an Frequenzbereich ge spart, da der notwendige Abstand zur Tren nung der Gruppen gering ist. Die Verwen dung von Bandfiltern als Richtungsfilter ge stattet die Verwendung von Gruppen ent gegengesetzter Übertragungsrichtung mit einem Frequenzabstand von nur 4 kHz. Die Durchlassbereiche der Ferritfilter sind ausser gewöhnlich flach.
Die Verwendung von Band filtern als Richtungsfilter wird durch die An wendung von Ferritkernspulen möglich, und der geringe Frequenzabstand der einzelnen Kanäle wird durch das System der Doppel kanäle ermöglicht. In einer praktischen Aus führung wurde genügend Frequenzraum ein gespart, dass eine zusätzliche Gruppe von vier Kanälen auf die Leitung gebracht werden konnte.